8.8 焦化废水处理

     废水量较小、产品单一或不适宜用生化方式处理的高浓度焦化废水，可采用诸如废水焚烧、提盐或制酸等单一的物化处理方法。

8.8.2  化产工艺常用的物化处理工艺有废水调节、除油及蒸氨等。焦化废水生物脱氮处理要求蒸氨应加碱脱除固定氨。几种蒸氨处理后废水的参考指标见表3。表中废水量未包括化产品精制过程中所产生的废水；蒸氨废水水质与进蒸氨前的原废水组成和水质有关；蒸氨废水的氨氮浓度与氨氮控制条件有关，当加碱脱固定氨时，应以控制蒸氨后废水的氨氮浓度在80mg/L～200mg/L之间为宜。

8.8.3  焦化废水处理的建设规模一般与焦年生产规模相适应，焦化废水处理装置的建设规模是以高浓度废水核定的，焦化废水的设计水量是确定生化处理系统有效容积的基础数据之一。

8.8.4  本条为强制性条文，必须严格执行。把废水生化处理系统的核心设施设计成单系列，不能满足受到冲击后的微生物进行调整和恢复的技术要求，不能保证生化处理系统的长期稳定运行。因此，焦化废水生化预处理的事故调节及均和调节设施，生化处理的生化反应设施及其混合液泥水分离设施，应设置成不少于2个独立的平行系列，并联运行，无需考虑备用。废水生化处理系统的核心设施包括事故调节池、均和调节池、兼(缺)氧池、好氧池和二沉池。

8.8.5  微生物生存需要多种矿物质类微量元素，而焦化废水是在炼焦过程中从煤里汽化出来的冷凝液，不含矿物质，因此在废水采用生化法进行处理时，必须补充矿物质类微量元素。通常对用量较大的元素，如磷采用投加磷酸盐的方式直接补给；对于用量较少的其他微量元素，因其种类较多且用量不明，故无法用补加化学药剂的方式进行补给，生产中一般是用补加含矿物质水的方式补给。焦化废水生物处理中，补水是为了给微生物补充微量元素，而不是为了对原废水进行稀释。含矿物质水应优先采用再次利用水，当采用开放式间接循环冷却水系统的排污水时，应对其中所投加的杀菌灭藻剂进行消解，且消解时间不应少于50h。

8.8.6  本条是对焦化废水预处理的要求。

      1  通常焦化废水在送蒸氨前都要进行除油，故蒸氨后废水中含油量一般比较少，无需进行除油就可直接进入生化处理系统。废水预处理中除油设施的设置常遵循以下原则：

       1)当废水中含油量较多时，需设置重力除油和浮选除油设施；

       2)当废水中含油量较少时，一般仅设置简单的隔油设施。

      2  该款为强制性条文，必须严格执行。废水预处理不对原废水进行均和调节和事故调节，焦化废水生物处理系统将无法维持正常运行，更不能实现达标治理，其对环境的破坏是无法避免的。

      3  废水预处理的设计水量包括通过蒸氨的高浓度焦化废水和未经蒸氨的低浓度焦化废水两部分。厂内生活污水和生产装置区收集的初期雨水不计入预处理水量，该部分污水量应经过水量调节后，定期或不定期均匀适量地送到焦化废水处理系统进行处理。

      4  重力除油应有足够长的水力停留时间，重力除油设施的结构设计应满足分离重油、轻油和废油收集的需要，一般重力除油设施应满足下列技术条件：

       1)矩形除油池水平流速不应大于3mm/s，有效水深不应大于2m，长宽比不应小于3，出水堰前浮油挡板淹没深度应不小于0.5m。

       2)采用重力集油时，集油斗斜壁与地面夹角不应小于50°；采用机械集油时，矩形除油池刮油、刮渣机走行速度宜为0. 3m/min～1.2m/min。

       3)集油斗内重油应用蒸汽间接加热，排油加热温度约为70℃，重力排油所需水压头不应小于1.2m。

      5  隔油池是简易的除油池，其作用是为了隔离化产系统操作事故时进入废水预处理系统的重油，隔油池的功能仅分离和收集重油，排油可采取人工清除方式。

      6  浮选除油应有适宜的水力停留时间，水力停留时间不宜过长，浮选除油溶气系统和浮选除油系统的设计应满足下列要求：

      1)部分溶气的溶气水量宜占浮选废水量的30％；

      2)溶气水泵的出口压力不应小于0.3MPa；

      3)溶气用压缩空气量宜为浮选废水量(体积)的5％～10％；

      4)溶气用压缩空气压力不应小于0.3MPa；

      5)溶气水在溶气罐内的停留时间宜为2min～4min；

      6)溶气罐工作压力宜为0.3MPa～0.5MPa；

      7)溶气废水应通过释放器进入浮选池，并应与未溶气部分的废水进行有效混合；

      8)浮选池的有效水深不宜过大，一般以不大于1.5m为宜；

      9)浮选池内应设置机械刮浮油和沉渣设施；

      10)排油宜采用重力排油方式，排油管道应设蒸汽吹扫及蒸汽伴热。

     7  事故调节设施的主要功能，是用于生化系统微生物调整期间贮存外部送来的原焦化废水量。在微生物受到轻微冲击后，一般在8h左右即可恢复正常，在微生物受到严重冲击的情况下，恢复时间至少需要24h，有的甚至需要几天，因此规定事故调节设施的有效容积应能贮存16h～24h的设计原废水量是一个最低要求。事故调节设施不接受化产蒸氨系统的事故水，该部分废水应由煤气鼓风冷凝工段的氨水贮槽进行调节。

      8  为使进入生化系统的水质均匀，严防微生物受原废水水质突然恶化的冲击，根据焦化废水物化处理的特点，均和调节的水力停留时间至少应为8h，当水力停留时间达到12h～16h时，对严防夜间物化处理操作失误对生化系统造成致命冲击，具有把关作用。

8.8.7  本条是对焦化废水生物处理的要求。

      1  生物处理设施的设计水量除包含废水预处理部分送来的废水量外，还应包括外部送入系统的其他水量，其中包括向系统中补加的含矿物质水(习惯上称工艺配水或稀释水)、外部送来的生活污水和生产装置区收集的初期雨水等。生物处理设施的设计水量不包括系统内部的各种回流量，如回流活性污泥量和回流硝化液量等。

    生产实践证明，当以生产水作为补充矿物质水时，生产水量与焦化废水量的比值为0.6～1.2，其中生活污水和初期雨水均按含矿物质水对待，可代替含矿物质水量。

      2  焦化废水生物处理的设计负荷一般以水力停留时间确定，这主要是由于焦化废水处理是一个多菌群共生的体系，活性污泥量不能完全代表某一个确定的微生物菌群的量。焦化废水处理中的某些微生物有着极长的世代时间，要求生化反应池有足够大的生存空间。

    在一个已经确定的生化系统中，可以根据原废水水质和污泥浓度或生化反应池有效池容计算出一个污泥负荷或一个容积负荷，但是按污泥负荷或容积负荷设计出的生化反应池多数都不成功，因为有的系统污泥体积SV30达到6％就可以正常运转了，有的系统污泥体积SV30可高达到60％以上；有的系统的COD浓度只有不到2000mg/L，有的系统的COD浓度高达6000mg/L以上；有的系统的酚浓度只有不到200mg/L，有的系统的酚浓度高达1200mg/L以上。而它们所需的有效容积并没有相差多少，如果按负荷计算其有效容积相差好几倍，对于焦化废水生物脱氮系统而言，这是根本行不通的。

    因此只有用与设计水质有完全相同的真实焦化废水进行的半工业试验，在稳定达标后所取得的污泥负荷，才可以作为确定生物反应设施有效容积的设计依据，否则均应按水力停留时间确定生物反应设施的有效容积。

      3  常采用的生物脱氮处理主工艺为“前置反硝化兼(缺)氧/好氧(F/O亦称A/O)生物脱氮”处理工艺，比较成熟的焦化废水生物脱氮处理工艺如图3～图5所示。

    在这里需要特别指出的是，焦化废水中含有大量SCN-等含氮类无机化合物，经生物水解后其中的氮会转化成氨氮，即使蒸氨系统可以把显性氨氮全部脱除，但蒸氨不能脱除SCN-中所含的隐形氨氮，因此焦化废水生化处理应该采用生物脱氮处理工艺。

    此外，由于焦化废水生物预脱氮处理中存在着既相互依存，又相互制约的三条链，即食物链、生物链和生态链，因此市政污水处理中所采用的许多变形生化处理工艺，在焦化废水生物处理中不适用。

      4  本款所给出的设计参数均为工程设计实际采用的参数。生产运行实践表明，凡实现稳定达标运行的焦化废水生物脱氮处理装置，均满足这些技术参数的要求。这里需要特别说明的是，所列参数均是与本规范表8.8.7-1中所给出的公称设计水量所对应的。在生产实际运行中，有些实际处理水量比公称设计水量小，但其实际水力停留时间要比本规定所给出的数值大，实际上水力停留时间与焦炭生产规模有一定的对应关系，不能仅看焦化原废水量。

      5  推流式是有效利用生化反应池池容和防止系统水流短流的手段。鼓风曝气形式的好氧池，池形宜设置成廊道式，廊道宽度与有效水深度之比宜采用1：1～2：1，廊道可回折成等长的2段～5段并排布置，每段廊道的长宽比不应小于4:1。

      6  生产实践证明，当采用微孔曝气器，好氧池有效水深为6m左右时，每1m³废水约需要45m³～60m³空气。

      7  焦化废水曝气池在曝气过程中易产生泡沫，因此在曝气池上部应设水消泡系统。消泡水管宜布置在廊道式曝气池的两侧，喷头宜具有出水量小、扩散角大、不宜堵塞、耐腐蚀的性能，喷头的间距应根据其喷射角及安装高度确定，一般间距为2.5m～3.0m，距水面高度为1.0m～1.5m。在每条消泡支干管和每个消泡喷头的支管上都应安装阀门。

    消泡水宜采用含矿物质水，起到消泡和补加含矿物质水的双重作用。

      8  采用水平推进式潜水机械搅拌的活性污泥法兼(缺)氧反硝化池，其形状宜为矩形，长宽比宜为1：1～2：1，长深比宜为3：2～4：1，且有效水深不宜超过7m。

      9  由于生物膜法缺氧反硝化回流的硝化液为二沉池的上清液，从反硝化效果、占地和经济等综合因素考虑，硝化液回流比一般采用300％。

      10  生物膜法兼(缺)氧反硝化池的填料添装量不应少于其有效容积的50％。生物接触池宜采用质轻、比表面积大、易挂膜、耐高温、耐溶剂、抗老化、高强度、使用寿命长和方便安装的软填料。填料支架应采用强度高、耐腐蚀、使用寿命长及安装后不变形的结构形式、材质及防腐涂层，如采用碳钢支架，碳钢件宜采用镀锌加防腐涂层的双重防腐结构形式。

      11  缺氧反硝化池布水形式的合理与否，直接关系到焦化废水生物脱氮的反硝化率，通常应采用旋转布水器或具有相同功能的布水设备，实现布水系统分区交替均负荷布水。

      12  磷是生物所必需的无机元素之一，而焦化废水中几乎不含磷，因此焦化废水生物处理时需要向生化系统中补充磷元素。焦化废水生化处理的耗磷量与剩余活性污泥量、生化系统处理水量及生化处理后出水中含悬浮物浓度等因素有关，实际运行时应以控制生化系统出水中的磷含量在0.5mg/L左右为宜。

    在硝化和反硝化过程中，需要把pH值控制在一定的范围内，一般硝化过程为pH＝6.5～7.5，反硝化过程为pH＝7.0～7.5。焦化废水生化处理系统常采用加碱方式调节系统的pH值。

      13  为阻止好氧生化反应池内的泡沫外溢，其有效保护高度不应小于800mm；而兼(缺)氧生化反应池和厌氧生化反应池的保护高度达400mm左右即可。

      14  由于生物脱氮的活性污泥中易产生反硝化气体，活性污泥的比重相对较小，二沉池设计宜采用较长的沉淀时间和较小的表面水力负荷。生产运行中，活性污泥法二沉池的沉淀时间一般在3h左右，表面水力负荷一般在0.6m³/(㎡·h)～1.2m³/(㎡·h)。

      15  由于开工育菌和微生物调整的需要，二沉池的系列数应和好氧生化反应池的系列数相一致，不得采用两个或多个好氧池共用一个二沉池的系统设置方式。

      16  一般直径ф＜8m的沉淀池按竖流式沉淀池设计；直径ф＞18m的沉淀池按辐流式沉淀池设计；直径在ф8m～ф18m之间的沉淀池，中心管按竖流式沉淀池设计，集水槽按辐流式沉淀池设计，其他部位按半竖流半辐流式沉淀池设计。

    竖流式沉淀池的中心管下部应设置反射板，其安装高度应紧贴污泥缓冲层的上部，中心管下沿与反射板间的距离不应大于50mm。

      17  本款规定了鼓风空气系统设计应符合的要求：

       1)好氧生化反应系统的鼓风机应有固定安装的备用风机，当工作鼓风机的数量为3台及其以下时，可设1台备用风机；当工作鼓风机的数量为3台以上时，应设2台备用风机。

       2)所采取的隔声和消声措施应满足国家有关防噪声标准要求。

       3)空气除尘净化设施应具有防水、防霜、防冻、耐油和耐酸性空气腐蚀的功能，应满足现行协会标准《鼓风曝气系统设计规程》CECS 97的有关要求。

8.8.8  本条是对废水后处理设计的要求。

      1  根据处理后废水应达到的水质标准，废水后处理可选择采用絮凝沉淀、过滤、深度净化等一种或多种处理方式。

      2  絮凝剂和废水的混合应快速、完全和均匀，控制条件为：混合速度梯度G值不小于300s-1，混合时间为30s～120s。

    絮凝反应应有良好的速度梯度由大到小逐级递减，控制条件为：絮凝时间5min～20min，水流速度应分级或连续递减，由0.5m/s降到0.2m/s～0.3m/s。

      5  因反冲洗强度大、历时短，故该部分废水在返回系统之前应对其进行水量调节。

      6  焦化生产的主要生产用水为熄焦用水、洗煤用水、锅炉用水及循环冷却水系统补充水。焦化生产的主要排水有处理后的焦化废水、循环冷却水的排污水、废水深度净化和锅炉水除盐产生的浓缩液。焦化生产的主要水处理有焦化废水处理、循环水水质稳定处理、废水深度净化处理、锅炉除盐水处理及除盐浓缩液处理。焦化废水深度净化处理应遵循经济和可行的原则，在合理确定全厂的供排水量平衡、优化各种水处理方案的基础上，确定其处理水量和应达到的水质标准。

8.8.9  焦化废水处理过程中产生的废油及污泥属危险性废物，其常规处理和处置途径如下：

      1  废水前处理过程中产生的废油，经重力脱水处理后送煤场喷洒在炼焦煤中；

      2  废水生物处理过程中产生的剩余污泥和废水后处理过程中产生的化学污泥可按下列方式进行处置：

       1)直接送到水熄焦系统粉焦沉淀池的入口端，污泥截留在粉焦沉淀池的粉焦中，粉焦送煤场掺入炼焦煤中；

       2)经机械脱水压成泥饼后送煤场掺入炼焦煤中。

      3  油水分离及污泥脱水过程中产生的废液，多返回到废水处理系统。

8.8.10  本条是对焦化污泥脱水的规定。

      1  污泥重力浓缩脱水时间不宜太短，一般应大于12h，条件许可时可延长到16h，污泥浓缩宜采用圆形污泥浓缩池，其他主要技术参数如下：

       1)污泥固体负荷宜为20kg/(㎡·d)～40kg/(㎡·d)；

       2)浓缩区有效深度宜为3m～4m；

       3)中心管内流速不应大于30mm/s；

       4)缓冲层高度不应小于0.3m；

       5)保护高度宜为200mm～400mm。

      3  焦化废水产剩余活性污泥和絮凝化学污泥含水率高，脱水性能差，不宜采用真空过滤脱水机脱水。脱水后的泥饼应设置便利的贮存和装卸设施。

      4  当污泥脱水机械检修不影响污泥处理正常运行时，可不设备用污泥机械脱水设备。